CN117248888B - 一种无线井深水位测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于长度尺寸测量领域，具体公开了一种无线井深水位测量仪，包括主机和从机，所述主机与从机上分别设有气压传感器，所述主机与从机基于无线通讯技术实现通讯连接，所述从机漂浮于井内水面上，所述主机测量获得井上气压值P1，所述从机测得的井下气压值P2，所述主机根据井上气压值P1和井下气压值P2的差值，结合空气的密度ρ，计算得到当前主机与从机之间的高度差，本发明采用无线通讯技术实现数据的测量，避免了有线连接时的电缆的使用，采用主机和从机同时测量气压，可以规避整体大气压力的波动导致的共模误差，提高测量结果的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及到长度尺寸测量领域，具体涉及一种无线井深水位测量仪。
背景技术
农田机井内实际液位在使用时需要时刻关注着，避免液位过低导致抽水机发生故障。
当前测量液位的设备靠有线的投入式液位计，即将传感器头部投入水面以下，一般是投入到水底，依赖传感器测量得到的水压，并依赖线缆将数据传输到地面，计算出实际液位。由于有的机井深达数百米，所以有线的传感器需要配备跟井深差不多的线缆，这导致很多时候线缆的成本比高精度的传感器本身的成本还高，线缆在使用过程中由于磨损还可能发生故障，导致用户使用成本居高不下，市场接受度低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线井深水位测量仪。
本发明解决上述技术问题的具体技术方案是：
一种无线井深水位测量仪，包括主机和从机，所述主机与从机上分别设有气压传感器，所述主机与从机基于无线通讯技术实现通讯连接，所述从机漂浮于井内水面上，所述主机测量获得井上气压值P1，所述从机测得的井下气压值P2，并将其传输给主机，所述主机根据井上气压值P1和井下气压值P2的差值，结合空气的密度ρ，计算得到当前主机与从机之间的高度差。
本发明的有益效果是：本发明采用无线通讯技术实现数据的测量，避免了有线连接时的电缆的使用，节省成本。同时，采用主机和从机同时测量气压，可以规避整体大气压力的波动导致的测量误差，因为主机和从机会同时收到整体气压的波动，若当地气压升高时，主机和从机的测量结果均会升高，所以可以消除共模信号，两者之间的差值则能够始终保持相对稳定，提高测量结果的稳定性。
进一步地，所述从机的壳体为陀螺状壳体，所述陀螺状壳体内设有电池、气压传感器、无线通讯模块和数据处理模块，所述电池用于为气压传感器、无线通讯模块、数据处理模块供电，所述数据处理模块对气压传感器测得的气压进行放大、模数转换后经无线通讯模块传输给主机，所述从机的重心位于水面以下，所述陀螺状壳体上部中间位置垂直设有容纳天线的天线容腔，所述陀螺状壳体底部设有放射状翅片，所述放射状翅片垂直于水平面。
采用上述进一步方案的有益效果是，陀螺状壳体利于在水面上保持稳定状态，从井内取水时，井下的水面往往会形成逆时针或顺时针的旋转，将从机的壳体设置为陀螺状壳体，且设置放射状翅片，可以使得从机整体能够利用井下的旋转水流形成旋转，而旋转起来的陀螺状壳体可以保持更好的稳定性，保证上部的天线始终朝上，提高通讯质量。
进一步地，所述放射状翅片的边缘位于陀螺状壳体外缘的内侧。
采用上述进一步方案的有益效果是，因为井下会有电缆或者水管，使放射状翅片的边缘不超过陀螺状壳体的外缘，可以最大化的避免翅片挂住线缆或水管，避免阻碍从机整体的旋转。
进一步地，所述天线容腔的靠近上端处设有伞装凸环，所述伞状凸环的底部，由外向内向上倾斜，所述气压传感器的末端设于所述伞状凸环的底部。
采用上述进一步方案的有益效果是，井下免不了有水滴从高处滴落，且长时间处于潮湿环境下，物体表面容易形成一层生物膜，若生物膜覆盖了气压传感器的探头，则会影响测量结果，将气压传感器的探头设置在伞状凸环的底部，能够确保探头不会接触到上方滴落的水滴，保持探头部分的干燥，伞状凸环会将上方滴落的水滴导向到旁侧落下，再结合陀螺状壳体底部的放射状翅片可利用井内旋转水流实现自身的旋转，旋转起来的伞状凸环表面空气流速加大，即便气压传感器探头处有些微的水汽，也会因为空气的加速流动而蒸发，保证传感器探头部分的干燥，因此可以确保传感器在井下持续准确的工作数年。
进一步地，在投入使用之前，将主机与从机进行配对校准处理，即将主机与从机设于同一水平高度，同时模拟气压的升降，分别读取主机与从机的测得值，并以系数加以调整，使得两者输出值保持一致。
进一步地，所述主机与从机的外壳防护等级或者大于等于IP68。
进一步地，所述无线通讯模块的通讯距离大于或者等于300米。
附图说明
图1为本发明的无线井深水位测量仪主机结构示意图；
图2为本发明的无线井深水位测量仪从机内部结构示意图；
图3为本发明的无线井深水位测量仪从机外部结构示意图。
在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：
1、主机；2、从机；3、气压传感器；4、锂电池；5、无线通讯模块；6、数据处理模块；7、天线；8、陀螺状壳体；9、放射状翅片；10、天线容腔；11、伞状凸环。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种无线井深水位测量仪，包括主机1和从机2，所述主机1与从机2上分别设有气压传感器3，所述主机1与从机2基于无线通讯技术实现通讯连接，所述从机2漂浮于井内水面上，所述主机1测量获得井上气压值P1，所述从机2测得的井下气压值P2，并将其传输给主机1，在投入使用之前，将主机1与从机2进行配对校准处理，即将主机1与从机2设于同一水平高度，同时模拟气压的升降，分别读取主机1与从机2的测得值，并以系数加以调整，使得两者输出值保持一致；所述主机1根据井上气压值P1和井下气压值P2的差值，结合空气的密度ρ，计算得到当前主机1与从机2之间的高度差H；
H＝(P1-P2)/ρg，其中g为重力加速度。
所述从机2的壳体为陀螺状壳体8，所述从机2壳体内设有大容量锂电池4、气压传感器3、无线通讯模块5和数据处理模块6，大容量锂电池4用于为气压传感器3、无线通讯模块5、数据处理模块6供电，且能够持续供电6年左右；所述数据处理模块6对气压传感器3测得的气压值进行放大、过滤、模数转换后经无线通讯模块5传输给主机1，所述从机2的重心位于水面以下，可以通过合理排布内部元器件的位置调整重心的位置，必要时可以配合使用配重块，当然，从机2总体的密度应小于水的密度，确保从机2被置入水中时是呈漂浮状态。所述从机2的陀螺状壳体8上部中间位置垂直设有容纳天线7的天线容腔10，无线通讯模块5的天线7设于所述天线容腔10内，天线7可以始终保持垂直水面的状态，以获得最好的通讯效果。
所述陀螺状壳体8底部设有放射状翅片9，所述放射状翅片9垂直于水平面延伸，所述放射状翅片9的边缘位于陀螺状壳体8外缘的内侧，即放射状翅片9的边缘在径向方向上不会越过陀螺状壳体8的边缘；这样设置，当井水因为外部取水等原因产生旋转时，旋转的水流会推动放射状翅片9，使得从机2也跟随水流进行旋转，旋转起来的从机2具有更佳的稳定性，以便使得天线7尽可能的保持垂直于水面的状态，确保通讯质量。
所述天线容腔10的靠近上端处设有伞装凸环11，所述伞状凸环11的底部，由外向内向上倾斜，所述气压传感器3的末端设于所述伞状凸环11的底部，伞状凸环11的上表面可以拦截从上方落下的水滴，避免水滴接触气压传感器3的探头，损坏气压传感器3或者给气压传感器3带来测量误差，水滴沿着伞状凸环11的上表面流下，气压传感器3设于伞状凸环11向内向上倾斜的底部，所以上方滴落的水理论上永远不会接触到气压传感器3的探头，再结合从机2还可以在水流的作用下旋转，旋转起来后气压传感器3探头位置的空气流动起来，加快水汽的蒸发，故即便传感器探头处有些微的水汽，也得以快速蒸发，避免了水中微生物的作用在气压传感器3探头上产生生物膜，影响气压传感器3的测量精度。气压传感器3可以设置多个，比如本例中设置3个，这样在实际测量时综合考虑三个传感器的测得数据，可以及时发现某个传感器损坏的情况等。
所述主机1与从机2的外壳防护等级大于等于IP68，确保主机1和从机2无论是在水中还是在露天的恶劣环境下都可以持续使用数年而不损坏。所述无线通讯模块5的通讯距离大于等于300米，故可以测量深度在300米以内的井深。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无线井深水位测量仪，其特征在于，包括主机和从机，所述主机与从机上分别设有气压传感器，所述主机与从机基于无线通讯技术实现通讯连接，所述从机漂浮于井内水面上，所述主机测量获得井上气压值P1，所述从机测得的井下气压值P2，并将其传输给主机，所述主机根据井上气压值P1和井下气压值P2的差值，结合空气的密度ρ，计算得到当前主机与从机之间的高度差，所述从机的壳体为陀螺状壳体，所述陀螺状壳体内设有电池、气压传感器、无线通讯模块和数据处理模块，所述电池用于为气压传感器、无线通讯模块、数据处理模块供电，所述数据处理模块对气压传感器测得的气压进行放大、模数转换后经无线通讯模块传输给主机，所述从机的重心位于水面以下，所述陀螺状壳体上部中间位置垂直设有容纳天线的天线容腔，所述陀螺状壳体底部设有放射状翅片，所述放射状翅片垂直于水平面。
2.根据权利要求1所述的无线井深水位测量仪，其特征在于，所述放射状翅片的边缘位于陀螺状壳体外缘的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的无线井深水位测量仪，其特征在于，所述天线容腔的靠近上端处设有伞状凸环，所述伞状凸环的底部，由外向内向上倾斜，所述气压传感器的末端设于所述伞状凸环的底部。
4.根据权利要求1或2所述的无线井深水位测量仪，其特征在于，在投入使用之前，将主机与从机进行配对校准处理，即将主机与从机设于同一水平高度，同时模拟气压的升降，分别读取主机与从机的测得值，并以系数加以调整，使得两者输出值保持一致。
5.根据权利要求4所述的无线井深水位测量仪，其特征在于，所述主机与从机的外壳防护等级大于或者等于IP68。
6.根据权利要求1或2所述的无线井深水位测量仪，其特征在于，所述无线通讯模块的通讯距离大于或者等于300米。
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| CN2296931Y (zh) * | 1997-04-29 | 1998-11-11 | 刘军 | 气压式井下水位测量仪 |
| CN111192448A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-22 | 浙江中控技术股份有限公司 | 基于hart通讯的远传液位变送器系统及其使用方法 |
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